男性不育主要由精子发生、成熟和运送障碍导致。精子在下丘脑和垂体激素的调控下在睾丸生成。精子生成后还需要从睾丸通过附睾、输精管适时与卵子结合，进而繁育新生命。下丘脑和垂体、睾丸和“运送通道”异常，都可导致男性不育。下丘脑和各种疾病（如肿瘤、感染、炎症、损伤等），以及其他可扰乱下丘脑和垂体指令信号的疾病或状态（如肥胖、甲亢、甲减、肝功能不良、肿瘤等多种疾病或外源激素使用导致的体内雄激素、雌激素、肾上腺激素、甲状腺激素水平异常），均可导致调控信号异常，导致睾丸不能正常生成精子。睾丸可因为先天异常（如染色体和基因遗传导致睾丸异常、隐睾）、肿瘤、精索静脉曲张、炎症或损伤导致精子生成障碍。附睾、输精管则可因为附睾梗阻、输精管梗阻、射精管梗阻，甚至睾丸内梗阻均可导致男性不育。
此外，还有免疫学因素（如抗精子抗体）、精子运动异常、精子DNA异常、染色体异常等，也可导致男性不育。可针对病因积极治疗，尽量使指令信号恢复，从而使后续精子生成和运送得以正常进行。若下丘脑和垂体异常不能恢复，还可以给外源激素替代信号（使用促性腺激素释放激素或促性腺激素），重建人工下丘脑和垂体内分泌信号系统，可以使大部分患者获得生育能力。可针对病因进行治疗（如精索静脉曲张手术等）使其恢复。若不能恢复正常者，睾丸仍可能有少量精子存在，可通过睾丸取精（穿刺或显微外科技术）进行辅助生殖（如试管婴儿）。若担心存在遗传学风险，还可进行胚胎移植前遗传学诊断或筛查。
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